FR3100283A1 - COUPLE CONVERGENT-DIVERGENT FLAP FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOREACTOR NOZZLE WHOSE DIVERGENT FLAP INCLUDES A COOLING AIR EJECTION DUCT - Google Patents

COUPLE CONVERGENT-DIVERGENT FLAP FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOREACTOR NOZZLE WHOSE DIVERGENT FLAP INCLUDES A COOLING AIR EJECTION DUCT Download PDF

Info

Publication number
FR3100283A1
FR3100283A1 FR1909546A FR1909546A FR3100283A1 FR 3100283 A1 FR3100283 A1 FR 3100283A1 FR 1909546 A FR1909546 A FR 1909546A FR 1909546 A FR1909546 A FR 1909546A FR 3100283 A1 FR3100283 A1 FR 3100283A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
flap
converging
cooling air
convergent
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1909546A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3100283B1 (en
Inventor
François LEGLAYE
Georges André FREMONT Eric
Thierry KOHN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR1909546A priority Critical patent/FR3100283B1/en
Publication of FR3100283A1 publication Critical patent/FR3100283A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3100283B1 publication Critical patent/FR3100283B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/12Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
    • F02K1/1223Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of two series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure and the downstream series having its flaps hinged at their upstream ends on the downstream ends of the flaps of the upstream series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78Other construction of jet pipes
    • F02K1/82Jet pipe walls, e.g. liners
    • F02K1/822Heat insulating structures or liners, cooling arrangements, e.g. post combustion liners; Infra-red radiation suppressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Dans un couple volet convergent-volet divergent (52B) pour tuyère (28) de turboréacteur de type convergente-divergente à géométrie variable, le volet convergent (40B) comporte un conduit de circulation d’air de refroidissement (70), et le volet divergent (42B) comporte un conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) raccordé au conduit de circulation d’air de refroidissement (70) pour recevoir de l’air de refroidissement provenant de ce dernier, et configuré pour éjecter l’air de refroidissement le long d’une surface interne de canalisation de gaz de combustion (66) du volet divergent (42B). Figure pour l’abrégé : Figure 4In a converging flap-divergent flap pair (52B) for a nozzle (28) of a variable-geometry convergent-divergent turbojet type, the converging flap (40B) comprises a cooling air circulation duct (70), and the flap divergent (42B) has a cooling air ejection duct (78) connected to the cooling air circulation duct (70) for receiving cooling air from the latter, and configured to eject the cooling air. cooling air along an internal surface of the flue gas line (66) of the diverter flap (42B). Figure for the abstract: Figure 4

Description

COUPLE VOLET CONVERGENT-VOLET DIVERGENT POUR TUYÈRE DE TURBORÉACTEUR À GÉOMÉTRIE VARIABLE DONT LE VOLET DIVERGENT COMPREND UN CONDUIT D'ÉJECTION D'AIR DE REFROIDISSEMENTCONVERGENT FLAP-DIVERGENT FLAP PAIR FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOJET NOZZLE WHERE THE DIVERGENT FLAP COMPRISES A COOLING AIR EXHAUST DUCT

La présente invention se rapporte au domaine des turboréacteurs destinés à la propulsion des aéronefs aptes au vol supersonique, et concerne plus particulièrement un couple volet convergent-volet divergent pour une tuyère de turboréacteur de type convergente-divergente à géométrie variable, une tuyère équipée d’un tel couple volet convergent-volet divergent, et un turboréacteur comprenant une telle tuyère.The present invention relates to the field of turbojet engines intended for the propulsion of aircraft capable of supersonic flight, and relates more particularly to a converging flap-diverging flap couple for a turbojet nozzle of the convergent-divergent type with variable geometry, a nozzle equipped with such a converging flap-diverging flap pair, and a turbojet comprising such a nozzle.

État De La Technique AntérieureSTATE OF THE PRIOR ART

Les turboréacteurs destinés au vol supersonique comprennent en général un canal de postcombustion dont la sortie est délimitée par une tuyère axisymétrique de type convergente-divergente, afin de permettre l’accélération du flux d’air sortant du réacteur à des vitesses supérieures à Mach 1.Turbojet engines intended for supersonic flight generally include a postcombustion channel whose outlet is delimited by an axisymmetric nozzle of the convergent-divergent type, in order to allow the acceleration of the air flow leaving the engine at speeds greater than Mach 1.

Pour être efficace aux différentes vitesses auxquelles un aéronef supersonique est susceptible de voler, une telle tuyère présente une géométrie variable, permettant de faire varier la section interne de la tuyère et notamment la position et la forme du col de la tuyère.To be effective at the different speeds at which a supersonic aircraft is likely to fly, such a nozzle has a variable geometry, making it possible to vary the internal section of the nozzle and in particular the position and the shape of the neck of the nozzle.

À cet effet, une telle tuyère comporte un ensemble de volets internes mobiles destinés à canaliser le flux de gaz sortant du réacteur, cet ensemble comprenant une rangée annulaire de volets convergents suivie d’une rangée annulaire de volets divergents. Les volets divergents sont en général articulés à leurs extrémités amont respectives sur des extrémités aval respectives des volets convergents, et les volets convergents sont eux-mêmes articulés à leurs extrémités amont respectives sur une structure statorique du turboréacteur. L’ensemble de volets internes mobiles est donc constitué d’une rangée annulaire de couples volet convergent-volet divergent.To this end, such a nozzle comprises a set of movable internal flaps intended to channel the flow of gas leaving the reactor, this assembly comprising an annular row of convergent flaps followed by an annular row of divergent flaps. The divergent flaps are generally articulated at their respective upstream ends on respective downstream ends of the convergent flaps, and the convergent flaps are themselves articulated at their respective upstream ends on a stator structure of the turbojet engine. The set of mobile internal flaps therefore consists of an annular row of convergent flap-divergent flap pairs.

Une telle tuyère comporte en outre une rangée annulaire de volets externes mobiles entourant l’ensemble de volets internes mobiles.Such a nozzle further comprises an annular row of movable external flaps surrounding the set of movable internal flaps.

Compte-tenu de la température élevée des gaz en sortie d’un canal de postcombustion, il est souhaitable d’assurer un refroidissement des volets internes d’une telle tuyère afin de garantir leur tenue mécanique.Given the high temperature of the gases leaving a postcombustion channel, it is desirable to cool the internal flaps of such a nozzle in order to guarantee their mechanical strength.

À cet effet, de l’air de refroidissement doit être prélevé dans le flux d’air travaillant du turboréacteur, c’est pourquoi il est souhaitable de limiter la quantité d’air nécessaire au refroidissement afin d’optimiser les performances propulsives du réacteur.For this purpose, cooling air must be taken from the working air flow of the turbojet engine, which is why it is desirable to limit the quantity of air necessary for cooling in order to optimize the propulsion performance of the engine.

Un tel objectif entre toutefois en contradiction avec le souhait d’accroître la richesse des gaz en postcombustion pour améliorer les performances propulsives des turboréacteurs, dès lors qu’un tel accroissement de richesse implique un accroissement de température des gaz, et donc un accroissement du besoin en refroidissement.Such an objective is however in contradiction with the wish to increase the richness of the gases in postcombustion to improve the propulsive performances of the turbojet engines, since such an increase in richness implies an increase in the temperature of the gases, and therefore an increase in the need in cooling.

L’invention a notamment pour but de résoudre au moins partiellement le problème ci-dessus, et en particulier de proposer une solution efficace de refroidissement des volets internes mobiles d’une tuyère convergente-divergente à géométrie variable de turboréacteur, tout en limitant l’impact négatif d’un tel refroidissement sur les performances propulsives du turboréacteur.The object of the invention is in particular to at least partially solve the above problem, and in particular to propose an effective solution for cooling the internal movable flaps of a convergent-divergent nozzle with variable geometry of a turbojet engine, while limiting the negative impact of such cooling on the propulsion performance of the turbojet engine.

L’invention propose à cet effet un couple volet convergent-volet divergent pour tuyère de turboréacteur de type convergente-divergente à géométrie variable, comprenant un volet convergent, et un volet divergent monté pivotant sur le volet convergent autour d’un axe de pivotement, moyennant quoi le couple volet convergent-volet divergent est apte à passer d’une première configuration angulaire extrême, dans laquelle le volet convergent et le volet divergent font entre eux un angle saillant maximal, à une deuxième configuration angulaire extrême, dans laquelle le volet convergent et le volet divergent font entre eux un angle saillant minimal inférieur à l’angle saillant maximal,
dans lequel le volet convergent comporte une paroi interne respective, présentant une surface interne de canalisation de gaz de combustion respective et une surface externe respective, et une paroi externe respective,
dans lequel le volet convergent comporte un conduit de circulation d’air de refroidissement respectif défini entre la surface externe respective de la paroi interne respective du volet convergent, et la paroi externe respective du volet convergent,
dans lequel le volet divergent comporte une paroi de canalisation de gaz de combustion respective, présentant une surface interne de canalisation de gaz de combustion respective et une surface externe respective, et
dans lequel le volet divergent comporte en outre un conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif raccordé au conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent pour recevoir de l’air de refroidissement provenant de ce dernier, et configuré pour éjecter l’air de refroidissement le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion respective de la paroi de canalisation de gaz de combustion respective du volet divergent.
The invention proposes for this purpose a converging flap-diverging flap pair for a turbojet nozzle of the convergent-diverging type with variable geometry, comprising a convergent flap, and a divergent flap mounted to pivot on the convergent flap about a pivot axis, whereby the converging flap-diverging flap couple is capable of passing from a first extreme angular configuration, in which the converging flap and the diverging flap form between them a maximum salient angle, to a second extreme angular configuration, in which the converging flap and the diverging flap form between them a minimum salient angle less than the maximum salient angle,
wherein the converging flap comprises a respective inner wall, having a respective combustion gas channeling inner surface and a respective outer surface, and a respective outer wall,
in which the converging flap comprises a respective cooling air circulation duct defined between the respective external surface of the respective internal wall of the converging flap, and the respective external wall of the converging flap,
wherein the diverging flap has a respective flue gas channeling wall, having a respective flue gas channeling inner surface and a respective outer surface, and
wherein the diverging flap further comprises a respective cooling air ejection duct connected to the respective cooling air circulation duct of the converging flap to receive cooling air therefrom, and configured to eject the cooling air along the respective combustion gas channeling inner surface of the respective combustion gas channeling wall of the diverging flap.

L’invention permet ainsi un refroidissement efficace de volets internes mobiles, ne requérant qu’une quantité d’air modérée, et ayant donc un impact modéré sur les performances d’un turboréacteur équipé d’une telle tuyère.The invention thus allows effective cooling of mobile internal flaps, requiring only a moderate quantity of air, and therefore having a moderate impact on the performance of a turbojet engine equipped with such a nozzle.

L’invention permet ainsi d’améliorer la tenue mécanique de volets internes mobiles et de maîtriser le comportement thermique de ces derniers.The invention thus makes it possible to improve the mechanical strength of mobile internal shutters and to control the thermal behavior of the latter.

L’invention permet en outre de limiter la température d’une telle tuyère, et donc de limiter le signal infrarouge de celle-ci.The invention also makes it possible to limit the temperature of such a nozzle, and therefore to limit the infrared signal thereof.

La limitation de la température de la tuyère permet en outre l’utilisation d’un plus large choix de matériaux au sein de celle-ci, notamment des matériaux d’absorption électromagnétique qui sont en général peu tolérants à l’égard des hautes températures.Limiting the temperature of the nozzle also allows the use of a wider choice of materials within it, in particular electromagnetic absorption materials which are generally not very tolerant of high temperatures.

De préférence, le conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif du volet divergent comporte une portion de raccordement respective coopérant par emmanchement avec une portion d’extrémité respective du conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent de manière à assurer le raccordement du conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif du volet divergent au conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent.Preferably, the respective cooling air ejection duct of the divergent flap comprises a respective connection portion cooperating by fitting with a respective end portion of the respective cooling air circulation duct of the convergent flap so as to ensure the connection of the respective cooling air ejection duct of the diverging flap to the respective cooling air circulation duct of the converging flap.

De préférence, le conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif du volet divergent comporte une portion de sortie d’air agencée dans le prolongement de la portion de raccordement et présentant une section de sortie d’air distante d’une extrémité aval de la paroi de canalisation de gaz de combustion respective du volet divergent pour éjecter l’air de refroidissement le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion respective de la paroi de canalisation de gaz de combustion respective du volet divergent.Preferably, the respective cooling air ejection duct of the diverging flap comprises an air outlet portion arranged in the extension of the connection portion and having an air outlet section remote from a downstream end of the respective combustion gas ducting wall of the diverging flap to eject the cooling air along the respective combustion gas ducting inner surface of the respective combustion gas ducting wall of the diverging flap.

De préférence, la paroi externe respective du volet convergent comporte une portion d’extrémité respective qui délimite une partie aval de la portion d’extrémité du conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent, et qui est en forme de portion de cylindre d’axe se confondant avec l’axe de pivotement.Preferably, the respective outer wall of the convergent flap comprises a respective end portion which delimits a downstream part of the end portion of the respective cooling air circulation duct of the convergent flap, and which is in the form of a portion of axis cylinder merging with the pivot axis.

De préférence, la paroi de canalisation de gaz de combustion respective du volet divergent comporte une portion d’extrémité respective, qui délimite la portion de raccordement du conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif du volet divergent, et qui est de forme complémentaire à la portion d’extrémité respective de la paroi externe respective du volet convergent, de telle sorte que la portion d’extrémité respective de la paroi de canalisation de gaz de combustion respective du volet divergent glisse le long de, ou se déplace en regard de, la portion d’extrémité respective de la paroi externe respective du volet convergent, lorsque le couple volet convergent-volet divergent passe de l’une à l’autre des première et deuxième configurations angulaires extrêmes.Preferably, the respective combustion gas channeling wall of the diverging flap comprises a respective end portion, which delimits the connection portion of the respective cooling air ejection duct of the diverging flap, and which is of complementary shape to the respective end portion of the respective outer wall of the converging flap, such that the respective end portion of the respective combustion gas channel wall of the diverging flap slides along or moves opposite , the respective end portion of the respective outer wall of the convergent flap, when the convergent flap-divergent flap pair passes from one to the other of the first and second extreme angular configurations.

De préférence, la portion de raccordement du conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif du volet divergent est engagée dans la portion d’extrémité du conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent.Preferably, the connection portion of the respective cooling air ejection duct of the divergent flap is engaged in the end portion of the respective cooling air circulation duct of the convergent flap.

De préférence, la portion de sortie d’air du conduit d’éjection d’air de refroidissement respectif du volet divergent comporte ou forme un col sonique.Preferably, the air outlet portion of the respective cooling air ejection duct of the diverging flap comprises or forms a sonic throat.

De préférence, la paroi externe respective du volet convergent comporte un renflement adjacent à la portion d’extrémité de la paroi externe respective du volet convergent, le renflement étant de concavité inversée par rapport à la portion d’extrémité respective de la paroi externe respective du volet convergent, et le renflement délimitant une partie amont de la portion d’extrémité du conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent.Preferably, the respective external wall of the convergent flap comprises a bulge adjacent to the end portion of the respective external wall of the convergent flap, the bulge being of reverse concavity with respect to the respective end portion of the respective external wall of the convergent flap, and the bulge delimiting an upstream part of the end portion of the respective cooling air circulation duct of the convergent flap.

De préférence, le volet convergent comporte en outre une plaque multiperforée s’étendant entre la paroi interne respective et la paroi externe respective du volet convergent, et pourvue d’orifices de refroidissement par impact.Preferably, the converging flap further comprises a multi-perforated plate extending between the respective internal wall and the respective external wall of the converging flap, and provided with impact cooling orifices.

De préférence, le conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent comporte une cavité de circulation d’air de refroidissement, définie entre la paroi externe respective du volet convergent et la plaque multiperforée.Preferably, the respective cooling air circulation duct of the converging flap comprises a cooling air circulation cavity, defined between the respective external wall of the converging flap and the multi-perforated plate.

De préférence, le conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent comporte une cavité de refroidissement par impact définie entre la plaque multiperforée et la surface externe respective de la paroi interne respective du volet convergent, pour permettre un refroidissement de la paroi interne respective du volet convergent par impact de jets d’air formés au travers des orifices de refroidissement par impact à partir d’air circulant dans la cavité de circulation d’air de refroidissement.Preferably, the respective cooling air circulation duct of the converging flap comprises an impact cooling cavity defined between the multi-perforated plate and the respective external surface of the respective internal wall of the converging flap, to allow cooling of the internal wall respective of the converging flap by impact of air jets formed through the impact cooling orifices from air circulating in the cooling air circulation cavity.

De préférence, le volet convergent comporte deux parois d’extrémités latérales respectives opposées reliant chacune la paroi interne respective du volet convergent à la paroi externe respective du volet convergent de sorte que les deux parois d’extrémités latérales délimitent entre elles le conduit de circulation d’air de refroidissement respectif du volet convergent.Preferably, the convergent flap comprises two respective opposite lateral end walls each connecting the respective internal wall of the convergent flap to the respective external wall of the convergent flap so that the two lateral end walls delimit between them the circulation duct d respective cooling air of the converging flap.

De préférence, le volet convergent comporte une paroi de fermeture reliant la plaque multiperforée du volet convergent à la paroi interne respective du volet convergent de manière à fermer une extrémité amont de la cavité de refroidissement par impact.Preferably, the converging flap comprises a closing wall connecting the multiperforated plate of the converging flap to the respective internal wall of the converging flap so as to close an upstream end of the impact cooling cavity.

L’invention concerne également une tuyère de type convergente-divergente à géométrie variable pour turboréacteur, comprenant des couples volet convergent-volet divergent répartis autour d’un axe de la tuyère et dont au moins certains sont des couples volet convergent-volet divergent du type décrit ci-dessus, et un canal de circulation de gaz de combustion délimité au moins par les surfaces internes de canalisation de gaz de combustion respectives des parois internes respectives des volets convergents respectifs et des volets divergents respectifs des couples volet convergent-volet divergent du type décrit ci-dessus.The invention also relates to a nozzle of the convergent-divergent type with variable geometry for a turbojet, comprising convergent-divergent flap pairs distributed around an axis of the nozzle and of which at least some are convergent-divergent flap pairs of the type described above, and a combustion gas circulation channel delimited at least by the respective internal combustion gas channeling surfaces of the respective internal walls of the respective convergent flaps and of the respective divergent flaps of the convergent flap-divergent flap pairs of the type described above.

L’invention concerne également un turboréacteur pour aéronef, comprenant un canal de postcombustion entouré d’un plenum de refroidissement séparé du canal de postcombustion par une chemise de protection thermique, et une tuyère du type décrit ci-dessus, dans lequel les cavités de circulation d’air de refroidissement respectives des volets convergents des couples volet convergent-volet divergent du type décrit ci-dessus de la tuyère sont raccordées au plenum de refroidissement entourant le canal de postcombustion.The invention also relates to a turbojet engine for an aircraft, comprising a post-combustion channel surrounded by a cooling plenum separated from the post-combustion channel by a thermal protection jacket, and a nozzle of the type described above, in which the circulation cavities respective cooling air of the convergent flaps of the convergent flap-divergent flap pairs of the type described above of the nozzle are connected to the cooling plenum surrounding the postcombustion channel.

L’invention sera mieux comprise, et d’autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood, and other details, advantages and characteristics thereof will appear on reading the following description given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings in which:

est une demi-vue schématique en section axiale d’un turboréacteur comprenant une tuyère de type convergente-divergente à géométrie variable, agencée en sortie d’un canal de postcombustion ; is a diagrammatic half-view in axial section of a turbojet comprising a nozzle of the convergent-divergent type with variable geometry, arranged at the outlet of a postcombustion channel;

est une demi-vue schématique en coupe axiale d’un canal de postcombustion et d’une tuyère de type convergente-divergente à géométrie variable d’un type connu ; is a diagrammatic half-view in axial section of a postcombustion channel and of a nozzle of the convergent-divergent type with variable geometry of a known type;

est une vue schématique partielle en perspective d’une rangée annulaire de volets divergents faisant partie de la tuyère de la figure 2 ; is a partial schematic perspective view of an annular row of diverging flaps forming part of the nozzle of FIG. 2;

est une vue schématique partielle en coupe axiale de la tuyère de type convergente-divergente à géométrie variable du turboréacteur de la figure 1, comprenant des couples volet convergent-volet divergent selon un mode de réalisation préféré de l'invention, dont l’un est visible dans une première configuration ; is a partial schematic view in axial section of the variable geometry convergent-divergent type nozzle of the turbojet of FIG. 1, comprising convergent-divergent flap pairs according to a preferred embodiment of the invention, one of which is visible in a first configuration;

est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 4 ; is an enlarged view of part of Figure 4;

est une vue à encore plus grande échelle d’une partie de la figure 4 ; is an even larger scale view of part of Figure 4;

est une vue semblable à la figure 5A, illustrant le couple volet convergent-volet divergent dans une deuxième configuration ; is a view similar to FIG. 5A, illustrating the converging flap-diverging flap couple in a second configuration;

est une vue schématique partielle en perspective d’un couple volet convergent-volet divergent selon un mode de réalisation préféré de l'invention, qui fait partie de la tuyère de type convergente-divergente à géométrie variable de la figure 4 ; is a partial schematic perspective view of a convergent-divergent flap pair according to a preferred embodiment of the invention, which forms part of the nozzle of the convergent-divergent type with variable geometry of FIG. 4;

est une vue schématique partielle en perspective du couple volet convergent-volet divergent de la figure 6, dans un état désassemblé ; is a partial schematic perspective view of the converging flap-diverging flap couple of FIG. 6, in a disassembled state;

est une vue schématique de dessus d’une plaque multiperforée appartenant au volet convergent du couple volet convergent-volet divergent de la figure 6. is a schematic top view of a multi-perforated plate belonging to the convergent flap of the convergent flap-divergent flap couple of figure 6.

Dans l’ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, ces figures ne respectent ni l’échelle ni les proportions des éléments qui y sont représentés.In all of these figures, identical references may designate identical or similar elements. Moreover, these figures respect neither the scale nor the proportions of the elements which are represented there.

Exposé Détaillé De Modes De Réalisation PréférésDetailed Statement Of Preferred Embodiments

La figure 1 illustre un turboréacteur 10, par exemple à double corps et à double flux, destiné à la propulsion d’un aéronef apte au vol supersonique, et donc destiné en particulier à être installé dans le fuselage d’un tel aéronef.FIG. 1 illustrates a turbojet engine 10, for example a two-spool, turbofan engine, intended for the propulsion of an aircraft capable of supersonic flight, and therefore intended in particular to be installed in the fuselage of such an aircraft.

Dans l’ensemble de cette description, la direction axiale X est la direction de l’axe longitudinal 11 du turboréacteur. Sauf lorsqu’il en est stipulé autrement, la direction radiale R est en tout point une direction orthogonale à l’axe longitudinal 11 et passant par ce dernier, et la direction circonférentielle C est en tout point une direction orthogonale à la direction radiale R et à l’axe longitudinal 11. Sauf lorsqu’il en est stipulé autrement, les termes « interne » et « externe » font respectivement référence à une relative proximité, et un relatif éloignement, d’un élément par rapport à l’axe longitudinal 11. Enfin, les qualificatifs « amont » et « aval » sont définis par référence à une direction générale D de l’écoulement des gaz dans le turboréacteur 10.Throughout this description, the axial direction X is the direction of the longitudinal axis 11 of the turbojet. Except where otherwise stipulated, the radial direction R is at all points a direction orthogonal to the longitudinal axis 11 and passing through the latter, and the circumferential direction C is at all points a direction orthogonal to the radial direction R and to the longitudinal axis 11. Unless otherwise stated, the terms "internal" and "external" respectively refer to a relative proximity, and a relative remoteness, of an element with respect to the longitudinal axis 11 Finally, the qualifiers "upstream" and "downstream" are defined by reference to a general direction D of the gas flow in the turbojet engine 10.

Un tel turboréacteur 10 comprend, titre illustratif, de l’amont vers l’aval, une entrée d’air 12, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20, une turbine basse pression 22, un canal de postcombustion 26, et une tuyère 28 de type convergente-divergente à géométrie variable. Ces organes du turboréacteur sont tous centrés selon l’axe longitudinal 11 du turboréacteur.Such a turbojet engine 10 comprises, by way of illustration, from upstream to downstream, an air inlet 12, a low pressure compressor 14, a high pressure compressor 16, a combustion chamber 18, a high pressure turbine 20, a low-pressure turbine 22, a postcombustion channel 26, and a nozzle 28 of the convergent-divergent type with variable geometry. These members of the turbojet are all centered along the longitudinal axis 11 of the turbojet.

De manière bien connue, le compresseur haute pression 16, la chambre de combustion 18, et les turbines haute pression 20 et basse pression 22, définissent une veine primaire PF. Cette dernière est entourée par une veine secondaire SF de la turbomachine qui s’étend de l’amont vers l’aval à partir d’une sortie du compresseur basse pression. Ainsi, en fonctionnement, de l’air F1 qui est entré par l’entrée d’air 12 et qui a été comprimé par le compresseur basse pression 14, se divise ensuite en un flux primaire F2 qui circule dans la veine primaire et en un flux secondaire F3 qui circule dans la veine secondaire 30. Le flux primaire F2 est alors comprimé davantage dans le compresseur haute pression 16, puis mélangé à du carburant et enflammé dans la chambre de combustion 18, avant de subir une détente dans la turbine haute pression 20 puis dans la turbine basse pression 22.As is well known, the high pressure compressor 16, the combustion chamber 18, and the high pressure 20 and low pressure 22 turbines define a primary stream PF. The latter is surrounded by a secondary stream SF of the turbomachine which extends from upstream to downstream from an outlet of the low pressure compressor. Thus, in operation, the air F1 which has entered through the air inlet 12 and which has been compressed by the low pressure compressor 14, is then divided into a primary flow F2 which circulates in the primary stream and into a secondary flow F3 which circulates in the secondary stream 30. The primary flow F2 is then further compressed in the high pressure compressor 16, then mixed with fuel and ignited in the combustion chamber 18, before undergoing expansion in the high pressure turbine 20 then into the low pressure turbine 22.

Le flux de gaz F4, constitué par le mélange des gaz de combustion, issus de la veine primaire, et du flux secondaire F3, circule ensuite dans le canal de postcombustion 26, puis s’échappe du turboréacteur 10 au travers de la tuyère 28.The gas flow F4, consisting of the mixture of combustion gases from the primary stream and the secondary flow F3, then circulates in the post-combustion channel 26, then escapes from the turbojet engine 10 through the nozzle 28.

En régime de fonctionnement avec postcombustion, par exemple pour propulser un aéronef à des vitesses supersoniques, du carburant est mélangé au flux de gaz F4 au sein du canal de postcombustion 26, et le mélange ainsi constitué est enflammé au sein de ce canal de postcombustion, afin de générer un surcroît de poussée. La configuration convergente-divergente de la tuyère 28 permet alors d’accélérer le flux de gaz F4 à des vitesses supersoniques.In operating mode with post-combustion, for example to propel an aircraft at supersonic speeds, fuel is mixed with the flow of gas F4 within the post-combustion channel 26, and the mixture thus formed is ignited within this post-combustion channel, to generate additional thrust. The convergent-divergent configuration of the nozzle 28 then makes it possible to accelerate the flow of gas F4 to supersonic speeds.

La figure 2 illustre à plus grande échelle le canal de postcombustion 26, et la tuyère 28, dans une configuration connue de l’art antérieur.Figure 2 illustrates on a larger scale the postcombustion channel 26, and the nozzle 28, in a configuration known from the prior art.

Le canal de postcombustion 26 comporte une enveloppe extérieure 32 de forme de révolution, et une chemise de protection thermique 34 s’étendant coaxialement à l’enveloppe extérieure 32 à l’intérieur de cette dernière. L’enveloppe extérieure 32 et la chemise de protection thermique 34 délimitent entre elles un plenum de refroidissement 36 destiné à la circulation d’un flux d’air de refroidissement CF1 le long de l’enveloppe extérieure 32.The postcombustion channel 26 comprises an outer casing 32 in the shape of a revolution, and a thermal protection jacket 34 extending coaxially to the outer casing 32 inside the latter. The outer casing 32 and the thermal protection jacket 34 delimit between them a cooling plenum 36 intended for the circulation of a flow of cooling air CF1 along the outer casing 32.

La tuyère 28 comporte un ensemble 38 de volets internes mobiles délimitant extérieurement un canal de circulation de gaz de combustion 39, qui correspond, au sein du turboréacteur, à une partie d’extrémité aval du canal de postcombustion 26. Les volets internes mobiles permettent ainsi de canaliser le flux de gaz F4 en sortie du turboréacteur 10 en fonctionnement.The nozzle 28 comprises a set 38 of movable internal flaps externally delimiting a combustion gas circulation channel 39, which corresponds, within the turbojet engine, to a downstream end part of the postcombustion channel 26. The movable internal flaps thus allow to channel the flow of gas F4 at the outlet of the turbojet engine 10 in operation.

L’ensemble 38 de volets internes mobiles comprend, en amont, une rangée annulaire de volets convergents 40, suivie, en aval, d’une rangée annulaire de volets divergents 42.The assembly 38 of mobile internal flaps comprises, upstream, an annular row of convergent flaps 40, followed, downstream, by an annular row of divergent flaps 42.

Les volets divergents 42 sont articulés, à leurs extrémités amont 44 respectives, respectivement sur des extrémités aval 46 respectives des volets convergents 40. Les volets convergents 40 sont eux-mêmes articulés à leurs extrémités amont 48 respectives sur une structure statorique 50 du turboréacteur.The divergent flaps 42 are articulated, at their respective upstream ends 44, respectively on respective downstream ends 46 of the convergent flaps 40. The convergent flaps 40 are themselves articulated at their respective upstream ends 48 on a stator structure 50 of the turbojet engine.

L’ensemble 38 de volets internes mobiles est donc constitué d’une rangée annulaire de couples volet convergent-volet divergent 52, les volets de chaque couple étant articulés pour être aptes à passer d’une première configuration angulaire extrême, dans laquelle le volet convergent et le volet divergent font entre eux un angle saillant maximal, à une deuxième configuration angulaire extrême, dans laquelle le volet convergent et le volet divergent font entre eux un angle saillant minimal inférieur à l’angle saillant maximal, et inversement, d’une manière connue en soi.The assembly 38 of movable internal flaps therefore consists of an annular row of convergent flap-divergent flap pairs 52, the flaps of each pair being articulated to be able to pass from a first extreme angular configuration, in which the convergent flap and the diverging flap make between them a maximum salient angle, at a second extreme angular configuration, in which the converging flap and the diverging flap make between them a minimum salient angle less than the maximum salient angle, and vice versa, in a manner known in itself.

Par exemple, l’ensemble 38 comporte des couples volet convergent-volet divergent commandés 52A, et des couples volet convergent-volet divergent suiveurs 52B, disposés en alternance dans la direction circonférentielle C. Les couples volet convergent-volet divergent commandés 52A sont constitués de volets convergents commandés 40A et de volets divergents commandés 42A, tandis que les couples volet convergent-volet divergent suiveurs 52B sont constitués de volets convergents suiveurs 40B et de volets divergents suiveurs 42B. La figure 3 montre des volets divergents 42A, 42B respectifs de couples commandés 52A et de couples suiveurs 52B.For example, assembly 38 comprises controlled convergent flap-divergent flap pairs 52A, and follower convergent flap-divergent flap pairs 52B, arranged alternately in the circumferential direction C. The controlled convergent flap-divergent flap pairs 52A consist of convergent controlled flaps 40A and divergent controlled flaps 42A, while the convergent flap-divergent follower flap 52B pairs consist of convergent follower flaps 40B and divergent follower flaps 42B. FIG. 3 shows divergent flaps 42A, 42B respectively of controlled pairs 52A and following pairs 52B.

Les couples commandés 52A, dont l’un est visible sur la figure 2, sont directement reliés à des organes d’actionnement 54 respectifs de la tuyère, lesquels organes d’actionnement sont montés sur la structure statorique 50 du turboréacteur, de manière à commander directement le déplacement des couples commandés 52A. Les couples suiveurs 52B coopèrent avec les couples commandés 52A adjacents par l’intermédiaire d’organes d’entraînement (non visibles sur les figures) configurés pour communiquer un déplacement des couples commandés 52A aux couples suiveurs 52B.The controlled torques 52A, one of which is visible in FIG. 2, are directly connected to respective actuating members 54 of the nozzle, which actuating members are mounted on the stator structure 50 of the turbojet engine, so as to control directly the displacement of the ordered couples 52A. The following pairs 52B cooperate with the adjacent controlled pairs 52A via drive members (not visible in the figures) configured to communicate a movement of the controlled pairs 52A to the following pairs 52B.

Les volets convergents 40 comportent chacun une paroi de canalisation de gaz de combustion 56 respective, s’étendant selon une direction longitudinale respective du volet, et présentant, d’un côté radialement interne, une surface interne de canalisation de gaz de combustion 58 respective, et, d’un côté radialement externe, une surface externe 59 respective.The converging flaps 40 each comprise a respective combustion gas channeling wall 56, extending in a respective longitudinal direction of the flap, and having, on a radially internal side, a respective internal combustion gas channeling surface 58, and, on a radially outer side, a respective outer surface 59.

Les volets divergents 42 comportent chacun une paroi de canalisation de gaz de combustion 64 respective, s’étendant selon une direction longitudinale respective du volet, et présentant, d’un côté radialement interne, une surface interne de canalisation de gaz de combustion 66 respective, et, d’un côté radialement externe, une surface externe 67 respective.The divergent flaps 42 each comprise a respective combustion gas channeling wall 64, extending in a respective longitudinal direction of the flap, and having, on a radially internal side, a respective internal combustion gas channeling surface 66, and, on a radially outer side, a respective outer surface 67.

Les surfaces internes de canalisation de gaz de combustion 58 et 66 respective des volets convergents 40 et des volets divergents 42 délimitent le canal de circulation de gaz de combustion 39, et permettent donc de canaliser le flux de gaz F4 en sortie du turboréacteur 10.The internal combustion gas channeling surfaces 58 and 66 respectively of the convergent flaps 40 and the divergent flaps 42 delimit the combustion gas circulation channel 39, and therefore make it possible to channel the flow of gas F4 at the outlet of the turbojet engine 10.

La tuyère 28 comporte en outre une rangée annulaire de volets externes mobiles 68 entourant l’ensemble 38 de volets internes mobiles (figure 2) et articulés sur la structure statorique 50 du turboréacteur de manière à se déplacer de manière synchronisée avec l’ensemble 38 de volets internes mobiles.The nozzle 28 further comprises an annular row of mobile external flaps 68 surrounding the assembly 38 of mobile internal flaps (FIG. 2) and articulated on the stator structure 50 of the turbojet engine so as to move in a synchronized manner with the assembly 38 of movable internal shutters.

En fonctionnement, l’air de refroidissement provenant du plenum de refroidissement 36 s’échappe librement vers l’aval et vers les côtés après avoir contribué au refroidissement de l’enveloppe extérieure 32, et contribue éventuellement de manière marginale au refroidissement de l’ensemble 38 de volets internes mobiles.In operation, the cooling air from the cooling plenum 36 escapes freely downstream and to the sides after having contributed to the cooling of the outer casing 32, and possibly contributes marginally to the cooling of the assembly. 38 mobile internal shutters.

L’invention, dont un mode de réalisation préféré va maintenant être décrit en référence aux figures 4 à 8, propose une amélioration de la tuyère 28 de type convergente-divergente à géométrie variable. Plus précisément, l’invention permet une amélioration du refroidissement de l’ensemble 38 de volets internes mobiles, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.The invention, a preferred embodiment of which will now be described with reference to FIGS. 4 to 8, proposes an improvement to the nozzle 28 of the convergent-divergent type with variable geometry. More specifically, the invention allows an improvement in the cooling of the assembly 38 of mobile internal flaps, as will appear more clearly in the following.

La figure 4 montre plus particulièrement un couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B, ainsi que, disposé radialement en regard de celui-ci, un volet externe mobile 68, illustré très schématiquement. Les explications données ci-après en référence aux figures 4 à 7 sont valables pour chacun des couples volet convergent-volet divergent suiveur 52B de la tuyère 28, et, de préférence, également pour chacun des couples volet convergent-volet divergent commandés 52A de la tuyère 28FIG. 4 more particularly shows a convergent flap-divergent follower flap pair 52B, as well as, arranged radially opposite the latter, a mobile external flap 68, illustrated very schematically. The explanations given below with reference to FIGS. 4 to 7 are valid for each of the follower convergent flap-divergent flap 52B pairs of the nozzle 28, and, preferably, also for each of the controlled convergent flap-divergent flap 52A pairs of the nozzle 28

Le couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B, également visible sur les figures 4A à 7, comprend un volet convergent 40B et un volet divergent 42B.The follower convergent flap-divergent flap pair 52B, also visible in FIGS. 4A to 7, comprises a convergent flap 40B and a divergent flap 42B.

Comme expliqué ci-dessus, le volet divergent 42B est articulé à son extrémité amont 44 sur l’extrémité aval 46 du volet convergent 40B, par exemple au moyen d’une articulation par charnière 45, moyennant quoi le couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B est apte à passer d’une première configuration angulaire extrême (figure 5A), dans laquelle le volet convergent 40B et le volet divergent 42B font entre eux un angle saillant maximal, à une deuxième configuration angulaire extrême (figure 5B), dans laquelle le volet convergent 40B et le volet divergent 42B font entre eux un angle saillant minimal inférieur à l’angle saillant maximal.As explained above, the divergent flap 42B is hinged at its upstream end 44 to the downstream end 46 of the convergent flap 40B, for example by means of a hinge joint 45, whereby the pair convergent flap-follower divergent flap 52B is able to pass from a first extreme angular configuration (FIG. 5A), in which the convergent flap 40B and the divergent flap 42B make between them a maximum salient angle, to a second extreme angular configuration (FIG. 5B), in which the convergent flap 40B and divergent flap 42B form between them a minimum salient angle less than the maximum salient angle.

De manière analogue à ce qui est décrit ci-dessus, le volet convergent 40B comporte une paroi de canalisation de gaz de combustion respective, dénommée paroi interne 56 dans ce qui suit, s’étendant selon une direction longitudinale respective du volet, et présentant, d’un côté radialement interne, une surface interne de canalisation de gaz de combustion 58 respective, et, d’un côté radialement externe, une surface externe 59 respective.Analogously to what is described above, the convergent flap 40B comprises a respective combustion gas channeling wall, called internal wall 56 in the following, extending in a respective longitudinal direction of the flap, and having, on a radially inner side, a respective internal combustion gas channeling surface 58, and, on a radially outer side, a respective outer surface 59.

À la différence de ce qui précède, le volet convergent 40B comporte une paroi externe 60 respective, s’étendant en vis-à-vis de la surface externe 59 de la paroi interne 56 de ce volet (figures 4, 5A-5B et 7), par exemple parallèlement à la paroi interne 56.Unlike the above, the convergent flap 40B comprises a respective external wall 60, extending opposite the external surface 59 of the internal wall 56 of this flap (FIGS. 4, 5A-5B and 7 ), for example parallel to the inner wall 56.

Le volet convergent 40B comporte en outre deux parois d’extrémités latérales 72 opposées respectives reliant chacune la paroi interne 56 de ce volet à la paroi externe 60 de ce volet (figures 6 et 7).The convergent flap 40B further comprises two respective opposite side end walls 72 each connecting the internal wall 56 of this flap to the external wall 60 of this flap (FIGS. 6 and 7).

Ainsi, le volet convergent 40B comporte un conduit de circulation d’air de refroidissement 70 respectif (figures 4, 5A-5B, 7) défini entre la surface externe 59 de la paroi interne 56 de ce volet et la paroi externe 60 de ce volet, et entre les deux parois d’extrémités latérales 72 de ce volet.Thus, the convergent flap 40B comprises a respective cooling air circulation duct 70 (FIGS. 4, 5A-5B, 7) defined between the external surface 59 of the internal wall 56 of this flap and the external wall 60 of this flap. , and between the two side end walls 72 of this flap.

Le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B comporte, à son extrémité amont, un embout 73 (figure 4) configuré pour être raccordé au plenum de refroidissement 36 entourant le canal de postcombustion 26 (figure 2), de sorte que le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 reçoive une partie du flux d’air de refroidissement CF1, en fonctionnement.The cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B comprises, at its upstream end, an end piece 73 (FIG. 4) configured to be connected to the cooling plenum 36 surrounding the postcombustion channel 26 (FIG. 2), so that the cooling air circulation duct 70 receives part of the cooling air flow CF1, in operation.

De plus, le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 est donc délimité notamment par la surface externe 59 de la paroi interne 56 du volet (figures 4, 5A-5B, 7). Cette dernière paroi est ainsi refroidie par de l’air circulant dans le conduit de circulation d’air de refroidissement 70, en fonctionnement.In addition, the cooling air circulation duct 70 is therefore delimited in particular by the outer surface 59 of the inner wall 56 of the flap (FIGS. 4, 5A-5B, 7). This last wall is thus cooled by air circulating in the cooling air circulation duct 70, in operation.

De manière analogue à ce qui est décrit ci-dessus, le volet divergent 42B comporte une paroi de canalisation de gaz de combustion 64 respective, s’étendant selon une direction longitudinale respective du volet, et présentant, d’un côté radialement interne, une surface interne de canalisation de gaz de combustion 66 respective, et, d’un côté radialement externe, une surface externe 67 respective.Analogously to what is described above, the divergent flap 42B comprises a respective combustion gas channeling wall 64, extending in a respective longitudinal direction of the flap, and having, on a radially internal side, a internal surface of respective combustion gas duct 66, and, on a radially outer side, a respective outer surface 67.

Pour faciliter la présente description, un repère orthonormé X’, Y’, Z’ est défini de sorte que la direction X’ corresponde à la direction longitudinale du volet divergent 42B, et donc en particulier de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 de celui-ci, et que la direction Y’ corresponde à une direction transversale du volet divergent, et la direction Z’ corresponde à la direction de l’épaisseur du volet divergent.To facilitate the present description, an orthonormal reference X', Y', Z' is defined so that the direction X' corresponds to the longitudinal direction of the divergent flap 42B, and therefore in particular of the combustion gas channel wall 64 of the latter, and that the direction Y' corresponds to a transverse direction of the divergent flap, and the direction Z' corresponds to the direction of the thickness of the divergent flap.

À la différence de ce qui précède, le volet divergent 42B comporte en outre une paroi de guidage 76 respective s’étendant en vis-à-vis d’une partie d’extrémité amont de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 de ce volet, de sorte que ces deux parois 64 et 76 définissent entre elles un conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 respectif du volet divergent 42B (figures 4-7).Unlike the above, the divergent flap 42B further comprises a respective guide wall 76 extending opposite an upstream end portion of the combustion gas channeling wall 64 of this flap, so that these two walls 64 and 76 define between them a respective cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B (FIGS. 4-7).

Le volet divergent 42B comporte en outre deux parois d’extrémités latérales 80 respectives reliant chacune la partie d’extrémité amont de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 à la paroi de guidage 76 du volet divergent (figures 6 et 7), de sorte que les deux parois d’extrémités latérales 80 ferment latéralement (et délimitent donc entre elles) le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B.The diverging flap 42B further comprises two respective side end walls 80 each connecting the upstream end portion of the combustion gas channeling wall 64 to the guide wall 76 of the diverging flap (FIGS. 6 and 7), so that the two lateral end walls 80 laterally close (and therefore delimit between them) the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B.

Le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B est raccordé au conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B (figures 5A, 5B). Le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B reçoit ainsi le flux d’air de refroidissement issu du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B, ou au moins une partie majoritaire de celui-ci, en fonctionnement, et permet d’éjecter cet air de refroidissement le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion 66 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.The cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B is connected to the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B (FIGS. 5A, 5B). The cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B thus receives the flow of cooling air from the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B, or at least a majority part thereof , in operation, and allows this cooling air to be ejected along the internal combustion gas channeling surface 66 of the combustion gas channeling wall 64 of the diverging flap, as will appear more clearly in the following.

Plus précisément, le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B comporte à cet effet une portion de raccordement 82 respective coopérant par emmanchement avec une portion d’extrémité 84 respective du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B (figures 4A, 5A-5B et 7).More specifically, the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B comprises for this purpose a respective connection portion 82 cooperating by fitting with a respective end portion 84 of the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B (FIGS. 4A, 5A-5B and 7).

En particulier, la paroi externe 60 du volet convergent 40B comporte une portion principale 85 respective, par exemple de forme plane, et une portion d’extrémité 86 respective qui délimite une partie aval 84A de la portion d’extrémité 84 du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B (figures 5A et 5B).In particular, the outer wall 60 of the convergent flap 40B comprises a respective main portion 85, for example of planar shape, and a respective end portion 86 which delimits a downstream part 84A of the end portion 84 of the circulation duct of cooling air 70 of the converging flap 40B (FIGS. 5A and 5B).

La portion d’extrémité 86 est en forme de portion de cylindre de révolution d’axe coïncidant avec un axe de pivotement 87 autour duquel le volet divergent 42B pivote par rapport au volet convergent 40B lorsque le couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B passe de l’une à l’autre des première et deuxième configurations angulaires extrêmes. Autrement dit, l’axe de pivotement 87 constitue l’axe de courbure de la portion d’extrémité 86, cette dernière étant concave lorsque vue depuis l’axe de pivotement 87.The end portion 86 is in the form of a portion of a cylinder of revolution with an axis coinciding with a pivot axis 87 about which the divergent flap 42B pivots with respect to the convergent flap 40B when the convergent flap-divergent follower flap 52B couple changes from one to the other of the first and second extreme angular configurations. In other words, the pivot axis 87 constitutes the axis of curvature of the end portion 86, the latter being concave when viewed from the pivot axis 87.

Dans l’exemple illustré, l’articulation par charnière 45 présente une surface externe 45A de forme cylindrique de révolution centrée sur l’axe de pivotement 87 et en contact avec la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 du volet convergent 40B (figures 5A-5B et 7).In the example illustrated, the hinge joint 45 has an outer surface 45A of cylindrical shape of revolution centered on the pivot axis 87 and in contact with the end portion 86 of the outer wall 60 of the convergent flap 40B ( Figures 5A-5B and 7).

La paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B comporte une portion principale 89 respective, par exemple de forme plane, et une portion d’extrémité 88 respective, qui délimite la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78, et qui est de forme complémentaire à la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 du volet convergent 40B (figures 5A et 5B). La portion d’extrémité 88 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B présente ainsi le même axe de courbure que la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 du volet convergent 40B.The combustion gas channeling wall 64 of the divergent flap 42B comprises a respective main portion 89, for example of flat shape, and a respective end portion 88, which delimits the connection portion 82 of the air ejection duct cooling 78, and which is of complementary shape to the end portion 86 of the outer wall 60 of the converging flap 40B (FIGS. 5A and 5B). The end portion 88 of the combustion gas channeling wall 64 of the divergent flap 42B thus has the same axis of curvature as the end portion 86 of the outer wall 60 of the convergent flap 40B.

La forme incurvée des portions d’extrémité 86 et 88 permet un mouvement de pivotement relatif entre le volet convergent 40B et le volet divergent 42B pour le passage de l’une à l’autre des première et deuxième configurations du couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B.The curved shape of the end portions 86 and 88 allows a relative pivoting movement between the convergent flap 40B and the divergent flap 42B for the passage from one to the other of the first and second configurations of the convergent flap-divergent flap pair follower 52B.

La portion d’extrémité 88 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B est en contact surfacique avec la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 du volet convergent 40B, de telle sorte que la portion d’extrémité 88 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 glisse le long de la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60, lorsque le couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B passe de l’une à l’autre des première et deuxième configurations angulaires extrêmes (figures 5A et 5B respectivement).The end portion 88 of the combustion gas channeling wall 64 of the divergent flap 42B is in surface contact with the end portion 86 of the outer wall 60 of the convergent flap 40B, such that the end portion 88 of the combustion gas channeling wall 64 slides along the end portion 86 of the outer wall 60, when the converging flap-diverging follower flap 52B pair passes from one to the other of the first and second extreme angular configurations (FIGS. 5A and 5B respectively).

En variante, ces deux parois peuvent être légèrement espacées l’une de l’autre, moyennant quoi la portion d’extrémité 88 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 se déplace en regard de la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 lors du passage de l’une à l’autre des première et deuxième configurations.Alternatively, these two walls may be spaced slightly apart, whereby the end portion 88 of the combustion gas conduit wall 64 moves opposite the end portion 86 of the wall. external 60 when switching from one to the other of the first and second configurations.

Dans le mode de réalisation préférentiel illustré, la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B est engagée dans la portion d’extrémité 84 du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B. Autrement dit, la portion d’extrémité 84 du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 entoure au moins une partie de la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78.In the preferred embodiment illustrated, the connection portion 82 of the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B is engaged in the end portion 84 of the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B. In other words, the end portion 84 of the cooling air circulation duct 70 surrounds at least part of the connection portion 82 of the cooling air ejection duct 78.

La paroi interne 56 du volet convergent 40B présente une forme plane y compris dans une portion d’extrémité aval 90 de cette paroi, laquelle portion d’extrémité aval délimite la partie aval 84A de la portion d’extrémité 84 du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B.The internal wall 56 of the convergent flap 40B has a planar shape including in a downstream end portion 90 of this wall, which downstream end portion delimits the downstream part 84A of the end portion 84 of the circulation duct of cooling air 70 of the converging flap 40B.

La paroi de guidage 76 du volet divergent 42B comporte une portion amont 92 respective qui délimite la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B.The guide wall 76 of the divergent flap 42B comprises a respective upstream portion 92 which delimits the connection portion 82 of the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B.

Vue en section axiale, la portion amont 92 est de forme homothétique à la forme de la portion d’extrémité 88 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent, par une homothétie dont le centre est situé sur l’axe de pivotement 87. La portion amont 92 présente ainsi également un axe de courbure confondu avec l’axe de pivotement 87. Par « section axiale », il faut comprendre une section selon un plan comprenant l’axe longitudinal 11 du turboréacteur, c'est-à-dire selon un plan orthogonal à la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B et à l’axe de pivotement 87.Seen in axial section, the upstream portion 92 is of homothetic shape to the shape of the end portion 88 of the combustion gas channeling wall 64 of the divergent flap, by a homothety whose center is located on the axis of pivot 87. The upstream portion 92 thus also has an axis of curvature coincident with the pivot axis 87. By "axial section", it is necessary to understand a section according to a plane comprising the longitudinal axis 11 of the turbojet engine, that is to say that is, along a plane orthogonal to the combustion gas channeling wall 64 of the diverging flap 42B and to the pivot axis 87.

La portion amont 92 de la paroi de guidage 76 du volet divergent 42B peut ainsi se déplacer en regard de la portion d’extrémité aval 90 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 56 du volet convergent 40B lorsque le couple volet convergent-volet divergent suiveur 52B passe de l’une à l’autre des première et deuxième configurations angulaires extrêmes.The upstream portion 92 of the guide wall 76 of the divergent flap 42B can thus move facing the downstream end portion 90 of the combustion gas channeling wall 56 of the convergent flap 40B when the convergent flap-divergent flap pair follower 52B passes from one to the other of the first and second extreme angular configurations.

La portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B et la portion d’extrémité 84 du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B sont configurées pour que d’éventuelles fuites d’air LF entre le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 et le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 soient localisées entre la portion amont 92 de la paroi de guidage 76 du volet divergent 42B et la portion d’extrémité aval 90 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 56 du volet convergent 40B.The connection portion 82 of the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B and the end portion 84 of the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B are configured so that possible leaks of air LF between the cooling air circulation duct 70 and the cooling air ejection duct 78 are located between the upstream portion 92 of the guide wall 76 of the divergent flap 42B and the downstream end portion 90 of the combustion gas channeling wall 56 of the converging flap 40B.

Dans l’exemple illustré, cette particularité est obtenue, d’une part, grâce au contact entre la portion d’extrémité 88 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B et la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 du volet convergent 40B, qui empêche les fuites d’air entre ces deux parois, et d’autre part, au moyen d’un léger jeu entre la portion amont 92 de la paroi de guidage 76 du volet divergent 42B et la portion d’extrémité aval 90 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 56 du volet convergent 40B.In the example illustrated, this feature is obtained, on the one hand, thanks to the contact between the end portion 88 of the combustion gas channeling wall 64 of the divergent flap 42B and the end portion 86 of the wall external 60 of the convergent flap 40B, which prevents air leaks between these two walls, and on the other hand, by means of a slight clearance between the upstream portion 92 of the guide wall 76 of the divergent flap 42B and the portion downstream end 90 of the combustion gas channeling wall 56 of the converging flap 40B.

Ainsi, les éventuelles fuites d’air LF entre le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B et le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B se font dans le même sens que l’écoulement du flux de gaz F4 provenant du canal de postcombustion 26. Les pertes de charges induites par les éventuelles fuites d’air LF sont ainsi minimisées. De plus, ces éventuelles fuites d’air LF peuvent ainsi former un film de refroidissement le long de la surface de canalisation de gaz de combustion 66 du volet divergent 42B, et contribuer ainsi au refroidissement du volet divergent 42B.Thus, any air leaks LF between the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B and the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B occur in the same direction as the flow. of the flow of gas F4 coming from the post-combustion channel 26. The pressure drops induced by any air leaks LF are thus minimized. In addition, these possible air leaks LF can thus form a cooling film along the combustion gas channeling surface 66 of the divergent flap 42B, and thus contribute to the cooling of the divergent flap 42B.

De plus, la paroi externe 60 du volet convergent 40B comporte un renflement 94 adjacent à la portion d’extrémité 86 de cette paroi externe 60, le renflement étant conformé de manière à présenter une surface interne 94A de forme concave et une surface externe 94B de forme convexe. Par « surface interne », il faut comprendre une surface délimitant le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B. Par « surface externe », il faut comprendre une surface extérieure audit conduit. Le renflement 94 délimite une partie amont 84B de la portion d’extrémité 84 du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B. Le renflement 94 et la portion d’extrémité 86 de la paroi externe 60 du volet convergent présentent conjointement une forme de vague.In addition, the outer wall 60 of the converging flap 40B comprises a bulge 94 adjacent to the end portion 86 of this outer wall 60, the bulge being shaped so as to present an inner surface 94A of concave shape and an outer surface 94B of convex shape. By "internal surface", it is necessary to understand a surface delimiting the cooling air circulation duct 70 of the converging flap 40B. By "external surface" is meant a surface external to said conduit. The bulge 94 delimits an upstream part 84B of the end portion 84 of the cooling air circulation duct 70 of the convergent flap 40B. The bulge 94 and the end portion 86 of the outer wall 60 of the converging flap together present a wave shape.

Le renflement 94 permet d’orienter le flux d’air de refroidissement CF1 sensiblement orthogonalement à une section d’entrée 96 de la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B (figures 5A et 5B).The bulge 94 makes it possible to orient the flow of cooling air CF1 substantially orthogonally to an inlet section 96 of the connection portion 82 of the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B (FIGS. 5A and 5B ).

Par ailleurs, le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B comporte une portion de sortie d’air 98 agencée dans le prolongement de la portion de raccordement 92 et présentant une section de sortie d’air 99 (figures 4A, 5A et 5B) distante d’une extrémité aval 64A de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent (figure 4), pour éjecter l’air de refroidissement le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion 66 de la paroi de canalisation de gaz de combustion du volet divergent, en fonctionnement.Furthermore, the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap 42B comprises an air outlet portion 98 arranged in the extension of the connection portion 92 and having an air outlet section 99 (FIG. 4A , 5A and 5B) remote from a downstream end 64A of the flue gas channel wall 64 of the diverging flap (FIG. 4), to eject the cooling air along the internal surface of the flue gas channel 66 of the combustion gas duct wall of the diverging damper, in operation.

La distance L entre la section de sortie d’air 99 et l’extrémité aval 98A de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent est de préférence supérieure à 50% de l’étendue longitudinale globale E de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64, encore préférentiellement supérieure à 75% de cette étendue longitudinale globale E, et encore plus préférentiellement supérieure à 90% de l’étendue longitudinale globale E.The distance L between the air outlet section 99 and the downstream end 98A of the flue gas channel wall 64 of the diverging flap is preferably greater than 50% of the overall longitudinal extent E of the channel wall. combustion gas 64, even more preferably greater than 75% of this overall longitudinal extent E, and even more preferably greater than 90% of the overall longitudinal extent E.

Dans le mode de réalisation préférentiel décrit, la portion de sortie d’air 98 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent comporte ou, dans l’exemple décrit, forme, un col sonique. La portion de sortie d’air 98 permet ainsi d’accélérer au-delà de Mach 1 l’air de refroidissement provenant du conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet divergent 40B, au moins pour un point critique de la plage de régimes de fonctionnement avec postcombustion du turboréacteur.In the preferred embodiment described, the air outlet portion 98 of the cooling air ejection duct 78 of the divergent flap comprises or, in the example described, forms, a sonic throat. The air outlet portion 98 thus makes it possible to accelerate beyond Mach 1 the cooling air coming from the cooling air circulation duct 70 of the divergent flap 40B, at least for a critical point of the range of operating regimes with turbojet afterburner.

Plus précisément, la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B comporte une portion de col sonique 98A reliant la portion principale 89 de cette paroi à la portion d’extrémité 88 de cette paroi. La paroi de guidage 76 du volet divergent 42B comporte une portion de col sonique 98B dans le prolongement de la portion amont 92 de cette paroi. Les portions de col sonique 98A et 98B divergent l’une de l’autre en direction de l’aval et sont incurvées de manière aérodynamique. En particulier, vue depuis l’intérieur du conduit 78, chaque portion de col sonique 98A, 98B comporte une partie amont respective convexe, et une partie aval respective concave, séparées l’une de l’autre par une ligne d’inflexion.More specifically, the combustion gas channeling wall 64 of the divergent flap 42B comprises a sonic neck portion 98A connecting the main portion 89 of this wall to the end portion 88 of this wall. The guide wall 76 of the divergent flap 42B includes a sonic neck portion 98B in the extension of the upstream portion 92 of this wall. The sonic neck portions 98A and 98B diverge from each other in the downstream direction and are aerodynamically curved. In particular, seen from inside the duct 78, each sonic neck portion 98A, 98B comprises a respective convex upstream part, and a respective concave downstream part, separated from each other by a line of inflection.

Par ailleurs, dans le mode de réalisation décrit, le volet convergent 40B comporte en outre une plaque multiperforée 102 s’étendant entre la paroi interne 56 et la paroi externe 60 du volet convergent, et pourvue d’orifices de refroidissement par impact 104 (figures 4A et 5A).Furthermore, in the embodiment described, the converging flap 40B further comprises a multi-perforated plate 102 extending between the internal wall 56 and the external wall 60 of the converging flap, and provided with impact cooling orifices 104 (figures 4A and 5A).

La plaque multiperforée 102 divise le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 du volet convergent 40B en une cavité de circulation d’air de refroidissement 105 définie entre la paroi externe 60 et la plaque multiperforée 102 et communiquant directement avec l’embout 73 du conduit, et une cavité de refroidissement par impact 106 définie entre la plaque multiperforée 102 et la surface externe 59 de la paroi interne 56 de ce volet, pour permettre un refroidissement de cette paroi 56 par impact de jets d’air formés au travers des orifices de refroidissement par impact 104 à partir d’air circulant dans la cavité de circulation d’air de refroidissement 105.The multi-perforated plate 102 divides the cooling air circulation duct 70 of the converging flap 40B into a cooling air circulation cavity 105 defined between the external wall 60 and the multi-perforated plate 102 and communicating directly with the end piece 73 of the duct, and an impact cooling cavity 106 defined between the multiperforated plate 102 and the external surface 59 of the internal wall 56 of this shutter, to allow cooling of this wall 56 by impact of air jets formed through the orifices cooling by impact 104 from air circulating in the cooling air circulation cavity 105.

À cet effet, la plaque multiperforée 102 s’étend de préférence à faible distance de la surface externe 59 de la paroi interne 56, par exemple à une distance de 1 mm environ de cette dernière.To this end, the multiperforated plate 102 preferably extends at a short distance from the outer surface 59 of the inner wall 56, for example at a distance of approximately 1 mm from the latter.

Le flux d’air de refroidissement CF1 circulant dans la cavité de circulation d’air de refroidissement 105 pénètre ainsi dans la cavité de refroidissement par impact 106 en formant des jets d’impact IJ au travers des orifices de refroidissement par impact 104 de la plaque multiperforée 102, en fonctionnement. Les jets d’impacts IJ permettent un refroidissement optimal de la paroi interne 56.The cooling air flow CF1 circulating in the cooling air circulation cavity 105 thus enters the impact cooling cavity 106 by forming impact jets IJ through the impact cooling orifices 104 of the plate. multiperforated 102, in operation. The IJ impact jets allow optimal cooling of the internal wall 56.

Le volet convergent 40B comporte en outre une paroi de fermeture 112 reliant la plaque multiperforée 102 à la paroi interne 56 de manière à fermer une extrémité amont de la cavité de refroidissement par impact 106 et séparer ainsi cette dernière d’une partie d’extrémité amont de la cavité de circulation d’air de refroidissement 105.The convergent flap 40B further comprises a closure wall 112 connecting the multi-perforated plate 102 to the internal wall 56 so as to close an upstream end of the impact cooling cavity 106 and thus separate the latter from an upstream end part of the cooling air circulation cavity 105.

Une telle paroi de fermeture 112 permet notamment d’éviter que de l’air ne pénètre dans la cavité de refroidissement par impact 106 par l’amont sans passer au travers d’orifices 104 de la plaque multiperforée, et d’éviter une recirculation de l’air après son passage au travers des orifices 104 de la plaque multiperforée 102.Such a closure wall 112 makes it possible in particular to prevent air from entering the impact cooling cavity 106 from the upstream side without passing through orifices 104 of the multiperforated plate, and to avoid recirculation of the air after it has passed through the orifices 104 of the multiperforated plate 102.

Les orifices de refroidissement par impact 104 sont avantageusement agencés en quinconce (figure 8). Le pas longitudinal E1 entre deux rangées d’orifices et le pas latéral E2 entre orifices au sein de chaque rangée sont par exemple égaux chacun à 1 cm, tandis que le diamètre de chaque orifice 104 est par exemple égal à 1 mm.The impact cooling orifices 104 are advantageously staggered (FIG. 8). The longitudinal pitch E1 between two rows of orifices and the lateral pitch E2 between orifices within each row are for example each equal to 1 cm, while the diameter of each orifice 104 is for example equal to 1 mm.

Par ailleurs, la plaque multiperforée 102 présente une extrémité aval 102A distante de la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78, de manière à ménager une ouverture 114 à l’extrémité aval de la cavité de refroidissement par impact 106 permettant à l’air circulant dans la cavité de refroidissement par impact 106 de s’échapper de celle-ci et de pénétrer dans la portion de raccordement 82 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78.Furthermore, the multi-perforated plate 102 has a downstream end 102A remote from the connection portion 82 of the cooling air ejection duct 78, so as to form an opening 114 at the downstream end of the impact cooling cavity. 106 allowing the air circulating in the impact cooling cavity 106 to escape therefrom and enter the connecting portion 82 of the cooling air ejection duct 78.

En fonctionnement, le flux de gaz F4, constitué par le mélange des gaz de combustion issus de la veine primaire, et du flux secondaire F3, circule dans le canal de postcombustion 26, puis s’échappe du turboréacteur 10 au travers de la tuyère 28, comme expliqué ci-dessus en référence à la figure 2.In operation, the gas flow F4, consisting of the mixture of combustion gases from the primary stream, and the secondary flow F3, circulates in the post-combustion channel 26, then escapes from the turbojet engine 10 through the nozzle 28 , as explained above with reference to Figure 2.

Le flux d’air de refroidissement CF1 circule le long de l’enveloppe extérieure 32 au sein du plenum de refroidissement 36 (figure 2) puis pénètre dans le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 d’un volet convergent 40B par l’embout 73 de ce dernier (figure 4).The cooling air flow CF1 circulates along the outer casing 32 within the cooling plenum 36 (FIG. 2) then enters the cooling air circulation duct 70 of a convergent flap 40B through the tip 73 of the latter (Figure 4).

Le flux d’air de refroidissement CF1 circule dans le conduit de circulation d’air de refroidissement 70 jusqu’à la portion d’extrémité 84 de celui-ci, refroidissant ainsi le volet convergent 40B, en particulier la paroi de canalisation de gaz de combustion 56 de ce volet. À cet effet, une partie du flux d’air CF1 passe au travers des orifices de refroidissement par impact 104 de la plaque multiperforée 102 en formant les jets d’impact IJ (figures 4A et 5A), puis rejoint la portion d’extrémité 84 en passant au travers de l’ouverture 114 de la cavité de refroidissement par impact 106.The flow of cooling air CF1 circulates in the cooling air circulation duct 70 up to the end portion 84 of the latter, thus cooling the converging flap 40B, in particular the gas channeling wall of combustion 56 of this flap. To this end, part of the air flow CF1 passes through the impact cooling orifices 104 of the multiperforated plate 102 by forming the impact jets IJ (FIGS. 4A and 5A), then joins the end portion 84 passing through the opening 114 of the impact cooling cavity 106.

Puis le flux d’air de refroidissement CF1 pénètre dans le conduit d’éjection d’air de refroidissement 78 du volet divergent 42B correspondant par la portion de raccordement 82 de ce dernier.Then the cooling air flow CF1 enters the cooling air ejection duct 78 of the corresponding divergent flap 42B via the connection portion 82 of the latter.

Le flux d’air de refroidissement CF1 est ensuite éjecté au travers de la section de sortie d’air 99 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78, et forme ainsi un film d’air de refroidissement CAF1 le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion 66 de la paroi de canalisation de gaz de combustion 64 du volet divergent 42B, permettant un refroidissement efficace de cette dernière.The cooling air flow CF1 is then ejected through the air outlet section 99 of the cooling air ejection duct 78, and thus forms a film of cooling air CAF1 along the surface. internal combustion gas channeling 66 of the combustion gas channeling wall 64 of the diverging flap 42B, allowing effective cooling of the latter.

Dans le mode de réalisation décrit, le flux d’air de refroidissement CF1 est accéléré jusqu’à une vitesse supersonique en passant au travers du col sonique 98 avant d’être éjecté au travers de la section de sortie d’air 99 du conduit d’éjection d’air de refroidissement 78. Le film d’air de refroidissement CAF1 présente ainsi une vitesse proche de celle du flux de gaz F4 circulant dans la tuyère 28, ce qui est bénéfique pour les performances générales du turboréacteur.In the embodiment described, the flow of cooling air CF1 is accelerated to supersonic speed by passing through the sonic throat 98 before being ejected through the air outlet section 99 of the duct. cooling air ejection 78. The cooling air film CAF1 thus has a speed close to that of the flow of gas F4 circulating in the nozzle 28, which is beneficial for the general performance of the turbojet engine.

Dans des modes de réalisation de l’invention, les modalités de refroidissement décrites ci-dessus en ce qui concerne les couples volet convergent-volet divergent suiveurs 52B sont également valables en ce qui concerne les couples volet convergent-volet divergent commandés 52A.In embodiments of the invention, the cooling methods described above with regard to the follower convergent flap-divergent flap pairs 52B are also valid with regard to the controlled convergent flap-divergent flap pairs 52A.

Dans d’autres modes de réalisation de l’invention, les couples volet convergent-volet divergent commandés 52A présentent des caractéristiques différentes, et comportent par exemple des volets divergents dépourvus de conduit d’éjection d’air de refroidissement, et éventuellement, des volets convergents dépourvus de conduit de canalisation de flux d’air de refroidissement. Les volets commandés sont en effet généralement moins exposés à la chaleur des gaz de combustion que les volets suiveurs. Par exemple, sur la figure 3, il est clair que chaque volet divergent suiveur 42B présente des parties d’extrémité latérale 42B-L s’étendant respectivement devant des parties d’extrémités latérales 42A-L respectives des deux volets divergents commandés 42A adjacents, et masquent ainsi ces parties d’extrémités latérales respectives des volets divergents commandés 42A vis-à-vis des gaz de combustion. Ainsi, seule une partie médiane 42A-M respective de chaque volet divergent commandé 42A est exposée directement aux gaz de combustion.In other embodiments of the invention, the controlled convergent flap-divergent flap couples 52A have different characteristics, and comprise for example divergent flaps devoid of a cooling air ejection duct, and optionally, flaps converging without a cooling air flow channeling duct. The controlled flaps are in fact generally less exposed to the heat of the combustion gases than the follower flaps. For example, in FIG. 3, it is clear that each follower divergent flap 42B has lateral end portions 42B-L extending respectively in front of respective lateral end portions 42A-L of the two adjacent controlled divergent flaps 42A, and thus mask these respective lateral end portions of the controlled divergent flaps 42A vis-à-vis the combustion gases. Thus, only a respective middle part 42A-M of each controlled divergent flap 42A is directly exposed to the combustion gases.

De manière générale, l’invention est applicable à tout type de turboréacteur comprenant une tuyère de type convergente-divergente à géométrie variable, et en particulier du type comprenant en outre un canal de postcombustion en amont de ladite tuyère.In general, the invention is applicable to any type of turbojet comprising a nozzle of the convergent-divergent type with variable geometry, and in particular of the type further comprising a postcombustion channel upstream of said nozzle.

Claims (11)

Couple volet convergent-volet divergent (52B) pour tuyère (28) de turboréacteur de type convergente-divergente à géométrie variable, comprenant un volet convergent (40B), et un volet divergent (42B) monté pivotant sur le volet convergent autour d’un axe de pivotement (87), moyennant quoi le couple volet convergent-volet divergent est apte à passer d’une première configuration angulaire extrême, dans laquelle le volet convergent et le volet divergent font entre eux un angle saillant maximal, à une deuxième configuration angulaire extrême, dans laquelle le volet convergent et le volet divergent font entre eux un angle saillant minimal inférieur à l’angle saillant maximal,
dans lequel le volet convergent (40B) comporte une paroi interne (56) respective, présentant une surface interne de canalisation de gaz de combustion respective (58) et une surface externe (59) respective, et une paroi externe (60) respective,
dans lequel le volet convergent (40B) comporte un conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif défini entre la surface externe (59) respective de la paroi interne respective du volet convergent, et la paroi externe (60) respective du volet convergent,
dans lequel le volet divergent (42B) comporte une paroi de canalisation de gaz de combustion respective (64), présentant une surface interne de canalisation de gaz de combustion (66) respective et une surface externe (67) respective, et
dans lequel le volet divergent (42B) comporte en outre un conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) respectif raccordé au conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent (40B) pour recevoir de l’air de refroidissement provenant de ce dernier, et configuré pour éjecter l’air de refroidissement le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion (66) respective de la paroi de canalisation de gaz de combustion (64) respective du volet divergent (42B).
Convergent-divergent flap (52B) pair for nozzle (28) of a convergent-divergent turbojet engine with variable geometry, comprising a convergent flap (40B), and a divergent flap (42B) pivotally mounted on the convergent flap around a pivot axis (87), whereby the converging flap-diverging flap couple is capable of passing from a first extreme angular configuration, in which the converging flap and the diverging flap form between them a maximum salient angle, to a second angular configuration extreme, in which the converging flap and the diverging flap make between them a minimum salient angle less than the maximum salient angle,
wherein the converging flap (40B) has a respective inner wall (56), having a respective combustion gas channeling inner surface (58) and a respective outer surface (59), and a respective outer wall (60),
wherein the convergent louver (40B) includes a respective cooling airflow duct (70) defined between the respective outer surface (59) of the respective inner wall of the convergent louver, and the respective outer wall (60) of the louver convergent,
wherein the diverging flap (42B) has a respective flue gas channeling wall (64), having a respective flue gas channeling inner surface (66) and a respective outer surface (67), and
wherein the diverging flap (42B) further comprises a respective cooling air ejection duct (78) connected to the respective cooling air circulation duct (70) of the converging flap (40B) for receiving cooling air therefrom, and configured to eject the cooling air along the respective combustion gas channeling inner surface (66) of the respective combustion gas channeling wall (64) of the diverging flap ( 42B).
Couple volet convergent-volet divergent selon la revendication 1, dans lequel le conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) respectif du volet divergent (42B) comporte :
- une portion de raccordement (82) respective coopérant par emmanchement avec une portion d’extrémité (84) respective du conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent (40B) de manière à assurer le raccordement du conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) respectif du volet divergent au conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent, et
- une portion de sortie d’air (98) agencée dans le prolongement de la portion de raccordement (82) et présentant une section de sortie d’air (99) distante d’une extrémité aval (64A) de la paroi de canalisation de gaz de combustion (64) respective du volet divergent (42B) pour éjecter l’air de refroidissement le long de la surface interne de canalisation de gaz de combustion (66) respective de la paroi de canalisation de gaz de combustion (64) respective du volet divergent (42B).
Converging flap-diverging flap pair according to claim 1, in which the respective cooling air ejection duct (78) of the divergent flap (42B) comprises:
- a respective connection portion (82) cooperating by fitting with a respective end portion (84) of the respective cooling air circulation duct (70) of the convergent flap (40B) so as to ensure the connection of the duct ejection of cooling air (78) respective from the diverging flap to the cooling air circulation duct (70) respective from the converging flap, and
- an air outlet portion (98) arranged in the extension of the connection portion (82) and having an air outlet section (99) remote from a downstream end (64A) of the respective flue gas duct (64) of the diverging flap (42B) to eject cooling air along the respective flue gas duct (66) inner surface of the respective flue gas duct wall (64) of the diverging flap (42B).
Couple volet convergent-volet divergent selon la revendication 2, dans lequel :
- la paroi externe (60) respective du volet convergent (40B) comporte une portion d’extrémité (86) respective qui délimite une partie aval (84A) de la portion d’extrémité (84) du conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent, et qui est en forme de portion de cylindre d’axe se confondant avec l’axe de pivotement (87), et
- la paroi de canalisation de gaz de combustion (64) respective du volet divergent (42B) comporte une portion d’extrémité (88) respective, qui délimite la portion de raccordement (82) du conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) respectif du volet divergent, et qui est de forme complémentaire à la portion d’extrémité (86) respective de la paroi externe (60) respective du volet convergent, de telle sorte que la portion d’extrémité (88) respective de la paroi de canalisation de gaz de combustion (64) respective du volet divergent glisse le long de, ou se déplace en regard de, la portion d’extrémité (86) respective de la paroi externe (60) respective du volet convergent, lorsque le couple volet convergent-volet divergent passe de l’une à l’autre des première et deuxième configurations angulaires extrêmes.
Converging flap-diverging flap pair according to claim 2, in which:
- the respective outer wall (60) of the convergent flap (40B) comprises a respective end portion (86) which delimits a downstream part (84A) of the end portion (84) of the cooling air circulation duct (70) of the convergent flap, and which is in the form of a cylinder portion with an axis merging with the pivot axis (87), and
- the respective combustion gas channeling wall (64) of the divergent flap (42B) comprises a respective end portion (88), which delimits the connection portion (82) of the cooling air ejection duct ( 78) of the divergent flap, and which is of complementary shape to the respective end portion (86) of the respective outer wall (60) of the convergent flap, such that the respective end portion (88) of the respective combustion gas channel wall (64) of the diverging flap slides along, or moves opposite, the respective end portion (86) of the respective outer wall (60) of the diverging flap, when the torque convergent flap-divergent flap passes from one to the other of the first and second extreme angular configurations.
Couple volet convergent-volet divergent selon la revendication 3, dans lequel la portion de raccordement (82) du conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) respectif du volet divergent (42B) est engagée dans la portion d’extrémité (84) du conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent (40B).Converging flap-diverging flap pair according to claim 3, in which the connection portion (82) of the respective cooling air ejection duct (78) of the divergent flap (42B) is engaged in the end portion (84 ) of the cooling air circulation duct (70) of the respective converging flap (40B). Couple volet convergent-volet divergent selon la revendication 4, dans lequel la paroi externe (60) respective du volet convergent (40B) comporte un renflement (94) adjacent à la portion d’extrémité (86) de la paroi externe (60) respective du volet convergent, le renflement (94) étant de concavité inversée par rapport à la portion d’extrémité (86) respective de la paroi externe respective du volet convergent, et le renflement (94) délimitant une partie amont (84B) de la portion d’extrémité (84) du conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent.Converging flap-diverging flap pair according to claim 4, in which the respective external wall (60) of the converging flap (40B) comprises a bulge (94) adjacent to the end portion (86) of the respective external wall (60). of the converging flap, the bulge (94) being of inverted concavity with respect to the respective end portion (86) of the respective outer wall of the converging flap, and the bulge (94) delimiting an upstream part (84B) of the end (84) of the respective cooling air circulation duct (70) of the converging flap. Couple volet convergent-volet divergent selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel la portion de sortie d’air (98) du conduit d’éjection d’air de refroidissement (78) respectif du volet divergent (42B) comporte ou forme un col sonique.Converging flap-diverging flap pair according to any one of Claims 2 to 5, in which the air outlet portion (98) of the respective cooling air ejection duct (78) of the divergent flap (42B) comprises or forms a sonic saddle. Couple volet convergent-volet divergent selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le volet convergent (40B) comporte en outre une plaque multiperforée (102) s’étendant entre la paroi interne (56) respective et la paroi externe (60) respective du volet convergent, et pourvue d’orifices de refroidissement par impact (104), et
dans lequel le conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent comporte :
- une cavité de circulation d’air de refroidissement (105) définie entre la paroi externe (60) respective du volet convergent et la plaque multiperforée (102), et
- une cavité de refroidissement par impact (106) définie entre la plaque multiperforée (102) et la surface externe (59) respective de la paroi interne (56) respective du volet convergent, pour permettre un refroidissement de la paroi interne (56) respective du volet convergent par impact de jets d’air (IJ) formés au travers des orifices de refroidissement par impact (104) à partir d’air (CF) circulant dans la cavité de circulation d’air de refroidissement (105).
Converging flap-diverging flap pair according to any one of Claims 1 to 6, in which the converging flap (40B) further comprises a multiperforated plate (102) extending between the respective internal wall (56) and the external wall ( 60) of the converging flap, and provided with impact cooling orifices (104), and
wherein the respective cooling air circulation duct (70) of the converging flap comprises:
- a cooling air circulation cavity (105) defined between the respective outer wall (60) of the converging flap and the multi-perforated plate (102), and
- an impact cooling cavity (106) defined between the multi-perforated plate (102) and the respective outer surface (59) of the respective inner wall (56) of the convergent flap, to allow cooling of the respective inner wall (56) of the converging flap by impact of air jets (IJ) formed through the impact cooling orifices (104) from air (CF) circulating in the cooling air circulation cavity (105).
Couple volet convergent-volet divergent selon la revendication 7, dans lequel le volet convergent (40B) comporte deux parois d’extrémités latérales (72) respectives opposées reliant chacune la paroi interne (56) respective du volet convergent à la paroi externe (60) respective du volet convergent de sorte que les deux parois d’extrémités latérales (80) délimitent entre elles le conduit de circulation d’air de refroidissement (70) respectif du volet convergent.Converging flap-diverging flap pair according to claim 7, in which the converging flap (40B) comprises two respective opposite lateral end walls (72) each connecting the respective internal wall (56) of the converging flap to the external wall (60) of the converging flap so that the two lateral end walls (80) delimit between them the respective cooling air circulation duct (70) of the converging flap. Couple volet convergent-volet divergent selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le volet convergent (40B) comporte une paroi de fermeture (112) reliant la plaque multiperforée (102) du volet convergent à la paroi interne (56) respective du volet convergent de manière à fermer une extrémité amont de la cavité de refroidissement par impact (106).Converging shutter-diverging shutter couple according to claim 7 or 8, in which the converging shutter (40B) comprises a closing wall (112) connecting the multiperforated plate (102) of the converging shutter to the respective internal wall (56) of the converging shutter so as to close an upstream end of the impact cooling cavity (106). Tuyère (28) de type convergente-divergente à géométrie variable pour turboréacteur, comprenant des couples volet convergent-volet divergent répartis autour d’un axe (11) de la tuyère et dont au moins certains sont des couples volet convergent-volet divergent selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et un canal de circulation de gaz de combustion (39) délimité au moins par les surfaces internes de canalisation de gaz de combustion (58, 66) respectives des parois internes respectives des volets convergents (40B) respectifs et des volets divergents (42B) respectifs des couples volet convergent-volet divergent selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.Nozzle (28) of the convergent-divergent type with variable geometry for a turbojet, comprising convergent-divergent flap pairs distributed around an axis (11) of the nozzle and at least some of which are convergent-divergent flap pairs along the any one of claims 1 to 9, and a combustion gas circulation channel (39) delimited at least by the respective internal combustion gas channeling surfaces (58, 66) of the respective internal walls of the converging flaps (40B) respective diverging flaps (42B) of the converging flap-diverging flap pairs according to any one of claims 1 to 9. Turboréacteur pour aéronef, comprenant un canal de postcombustion (26) entouré d’un plenum de refroidissement (36) séparé du canal de postcombustion (26) par une chemise de protection thermique (34), et une tuyère (28) selon la revendication 10,
dans lequel les conduits de circulation d’air de refroidissement (70) respectifs des volets convergents (40B) des couples volet convergent-volet divergent (52B) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 de la tuyère (28) sont raccordés au plenum de refroidissement (36) entourant le canal de postcombustion (26).
Turbojet engine for aircraft, comprising a postcombustion channel (26) surrounded by a cooling plenum (36) separated from the postcombustion channel (26) by a thermal protection jacket (34), and a nozzle (28) according to claim 10 ,
wherein the respective cooling air circulation ducts (70) of the convergent flaps (40B) of the convergent flap-divergent flap pairs (52B) according to any one of claims 1 to 9 of the nozzle (28) are connected to the cooling plenum (36) surrounding the afterburner channel (26).
FR1909546A 2019-08-30 2019-08-30 CONVERGENT FLAP-DIVERGENT FLAP PAIR FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOJET NOZZLE WHERE THE DIVERGENT FLAP COMPRISES A COOLING AIR EXHAUST DUCT Active FR3100283B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1909546A FR3100283B1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 CONVERGENT FLAP-DIVERGENT FLAP PAIR FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOJET NOZZLE WHERE THE DIVERGENT FLAP COMPRISES A COOLING AIR EXHAUST DUCT

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1909546 2019-08-30
FR1909546A FR3100283B1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 CONVERGENT FLAP-DIVERGENT FLAP PAIR FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOJET NOZZLE WHERE THE DIVERGENT FLAP COMPRISES A COOLING AIR EXHAUST DUCT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3100283A1 true FR3100283A1 (en) 2021-03-05
FR3100283B1 FR3100283B1 (en) 2023-02-10

Family

ID=69903217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1909546A Active FR3100283B1 (en) 2019-08-30 2019-08-30 CONVERGENT FLAP-DIVERGENT FLAP PAIR FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOJET NOZZLE WHERE THE DIVERGENT FLAP COMPRISES A COOLING AIR EXHAUST DUCT

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3100283B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101624A (en) * 1989-09-07 1992-04-07 General Electric Company Exhaust nozzle hinge
US5775589A (en) * 1991-11-05 1998-07-07 General Electric Company Cooling apparatus for aircraft gas turbine engine exhaust nozzles
US6301877B1 (en) * 1995-11-13 2001-10-16 United Technologies Corporation Ejector extension cooling for exhaust nozzle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101624A (en) * 1989-09-07 1992-04-07 General Electric Company Exhaust nozzle hinge
US5775589A (en) * 1991-11-05 1998-07-07 General Electric Company Cooling apparatus for aircraft gas turbine engine exhaust nozzles
US6301877B1 (en) * 1995-11-13 2001-10-16 United Technologies Corporation Ejector extension cooling for exhaust nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
FR3100283B1 (en) 2023-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1553282B1 (en) Device for feeding cooling air to flap nozzle
EP1580419B1 (en) Primary nozzle with chevrons for bypass turboreactor engine of an aircraft and aircraft with such a nozzle
EP2433864B1 (en) Air-discharge device for an airplane turbofan engine
FR2651020A1 (en) EXHAUST TUBE WITH INTEGRAL TRANSITION AND CONVERGENT SECTION
EP2739841B1 (en) Reverser having movable cascades, and translatably variable nozzle
EP1507080B1 (en) Convergent-divergent turboreactor nozzle
FR2660972A1 (en) PUSH NOZZLE FOR A HYPERSONIC REACTOR.
FR3057620A1 (en) PROPULSIVE ASSEMBLY COMPRISING A GAS GENERATOR FEEDING DUCT IN AN INTER-VEIN CASING
EP4004358B1 (en) Convergent-divergent flap pair for a variable-geometry turbojet engine nozzle, the flaps of which each comprise a cooling air circulation duct
EP1808593A1 (en) Variable-section flow mixer for a double-flow jet engine of a supersonic airplane
EP1035316A1 (en) Vectoriable jet nozzle
WO2022263203A1 (en) Air inlet for an aircraft propulsion unit comprising mobile members for promoting a thrust reversal phase, and method for using such an air inlet
EP1956226B1 (en) Discharge device for a jet engine, and jet engine comprising same
EP4048883B1 (en) Thrust reverser with flaps controlled by a mechanism equipped with aeronautical bellcranks
EP0515263A1 (en) Thrust reverser for high by-pass ratio turbofan
EP0972929B1 (en) Gas jet masking ejection nozzle for turbojet
EP4004359B1 (en) Convergent-divergent flap pair for a variable-geometry turbojet engine nozzle comprising cooling air circulation ducts connected through contact surfaces
FR3100283A1 (en) COUPLE CONVERGENT-DIVERGENT FLAP FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOREACTOR NOZZLE WHOSE DIVERGENT FLAP INCLUDES A COOLING AIR EJECTION DUCT
FR2658867A1 (en) EXHAUST NOZZLE COMPRISING A VARIABLE PROFILE EXHAUST SHUTTER AND RELATED COMBUSTION GAS DISCHARGE METHOD.
FR3100282A1 (en) COUPLE CONVERGENT SHUTTER-DIVERGENT SHUTTER FOR TURBOREACTOR NOZZLE WITH VARIABLE GEOMETRY WHOSE SHUTTERS INCLUDE COOLING AIR CIRCULATION DUCTS CONNECTED BY CONNECTION
FR3100285A1 (en) COUPLE CONVERGENT-DIVERGENT FLAP FOR VARIABLE GEOMETRY TURBOREACTOR NOZZLE INCLUDING AN IMPACT-COOLED AND THERMAL PUMP-COOLED DIVERGING FLAP
US5105615A (en) Turbojet engine with at least one axially movable arranged sliding valve
FR3010145A1 (en) THRUST INVERTER OF A TURBOJET NACELLE COMPRISING GRIDS AND FIXED CYLINDERS UPSTREAM MOVING COVERS
FR2651536A1 (en) EXHAUST NOZZLE HINGE AND GAS TURBINE ENGINE COMPRISING A NOZZLE EQUIPPED WITH SUCH A HINGE.
EP0793011A1 (en) Ramjet with variable geometry

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210305

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5